[发明专利]低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法

权利要求书

1.低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述接头的设计方法具体步骤如下：

步骤一、计算低匹配接头屈服强度匹配比                                               ：

                   ；

式中：为焊缝熔敷金属屈服强度，为母材屈服强度；

步骤二、通过材料力学公式，根据等弯曲承载条件计算得到焊缝余高高度h，焊缝余高高度h取最小值，公式为：

                              ；

式中：t为半板厚；

步骤三、确定盖面焊道半宽w：

通过分析计算得出焊缝底部中心部位A点的应力集中系数与焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w及半板厚t之间的关系方程：

                       ；

根据等弯曲承载条件，按照正应力或等效Von Mises应力计算确定达到与母材“等弯曲承载”的盖面焊道半宽w；

步骤四、焊趾半径r的求值过程：

通过分析计算得出焊趾部位B点的应力集中系数与焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w、焊趾半径r及半板厚t之间的关系方程：

                              ；

结合步骤二和步骤三，以焊趾部位应力集中系数1.15以内为焊趾应力集中最小化设计标准，按照正应力或等效Von Mises应力计算得到焊趾半径r；

步骤五、根据所求出的焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w和焊趾半径r，获得等弯曲承载所需的低匹配接头几何形状参数。

2.根据权利要求1所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述设计方法和公式适用于屈服强度匹配比在0.5~1.0之间的、双面施焊的平板对接接头。

3.根据权利要求1或2所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于对平板开X形坡口，坡口的角度为60o，坡口间隙2mm，钝边高度2mm。

4.根据权利要求1所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述步骤三中，按照正应力计算：

            ；

                    ；

                    。

5.根据权利要求1所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述步骤三中，按照等效Von Mises应力计算：

                   ；

                  ；

          。

6.根据权利要求1所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述步骤四中，按照正应力计算：

                   ；

                     ；

          。

7.根据权利要求1所述的低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述步骤四中，按照等效Von Mises应力计算：

                     ；

                  ； 

         。